机电液技术在工程机械中的应用

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1、机电液一体化技术在工程机械中的发展与应用一、引言随着社会的发展，人们对工程机械的发展方向提出了更多的要求，如高性能、低能耗、操纵轻便灵活、安全舒适、可靠耐用等，即对于现代化工程机械，人们已不满足其“能工作”，而是要求其“出色工作”，希望能实现省力、自动化、智能化和低耗能。[1]电子技术的飞速发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的发展，使信息、传感等技术与传统机械产品的融合成为可能。传统机械产品正向着智能化、网络化、模块化、柔性化、微型化、自动化等机电一体化新阶段迈进。由于工程机械多数还有液压传动系统。因此，对于工程机械来说，采用的则是机械、液压与电子器件一体化技术的产物—机电液一

2、体化系统。二、发展概况2.1国外自上世纪以来，一些主要工业发达国家就开始逐步将这些新技术应用到工程机械领域，用来提升产品的操控性和实现产品的多功能化，以满足用户对产品环保、节能、操作舒适性及智能化监控维护的要求。为此，他们研发出适用于自己各类产品的先进的机电液一体化系统。如日本开发的无线电遥控水陆两用推土机，美国卡特彼勒公司开发的激光自动调平推土机，以及由德国宝马公司研制出的应用于压路机上的自动滑转控制系统[2-3]。因此，通过利用先进的机电液一体化技术，可大幅度提高整机的各项性能及生产效率，并能改善工程机械在作业时的可操作性和舒适性等[4-5]。2.2国内从工程机械控制方面来说，自上

3、世纪70年代起，国外就己经开始了机电液一体化技术的研发，而我国却还只是从单一机械式向机液式的转变，然而，就目前的水平来看，也只相当于国外80年代的水平；从制造工艺与装备方面来说，我国也落后很多[6]。如今我国还难以生产高速、高效和高精密的制造设备，而受到技术壁垒的影响，在我国工业生产中应用到的国外先进的制造工艺和设备也比较少。到现在我国制造业关键的技术依然比发达国家落后很多[7]。但随着我国西部大开发战略的实施和经济的迅猛发展，对各类工程机械的需求越来越大。虽然我国机电液一体化技术研究起步晚，但是我国工程机械制造企业可以通过引进和吸收国外先进的技术，积极创新，来弥补技术上的不足，从而实

4、现工程机械的跨越式发展，促进产业链的调整。目前已有不少企业的工程机械达到同类先进水平，如在baumaChina2008展会上，广西玉柴、柳工股份、三一重工等国内主要的工程机械制造厂商都展出了各自的最新产品。根据相应的作业工况和液压系统元件的压力、流量要求，选择最佳的匹配方案，应用于整机液压系统的匹配，提高主机的自适应控制，实现系统的稳定性和可靠性作业。这就是电液控制智能化技术的具体表现。三、工程机械机电液一体化系统工程机械围绕着两个方面的内容进行研究：一是以简化驾驶员操作，提高车辆的动力性、经济性以及作业效率，节省能源等为目的机械、电子、液压融合的技术。如自动换挡系统、挖掘机多动作复合

5、功能系统等；二是以提高作业质量为目的机电液一体化控制技术，如摊铺机、平地机自动找平和恒速控制系统，振动压路机“软”起振与停振系统，振动块旋转方向与行驶方向一致的控制系统等。电液控制技术兼备了电子和液压技术的双重优势，形成了具有强大竞争力的自身技术特点，为各种工程机械自动控制提供了一种新手段。机电液一体化技术的发展使传统的液压系统和元件发生了实质性的变化，是工程机械发展的一种必然趋势。因而，出现了工程机械机电一体化系统。工程机械机电液一体化系统一般由机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器、接口六部分组成。而工程机械动力驱动与控制的核心是液压、电子集成系统。这些基本要素的关系及功能

6、如图所示[8]。3.1机械本体机械本体包括机械传动装置和机械结构装置。机械本体的主要功能是使得构造机械、零部件按照一定的空间和时间关系安装在一定的装置上，并保持特定的关系。为突出机电液一体化的优点，必须使得机械本体部分要求具有较高的强度、轻量化和高可靠性。过去的机械均以钢铁为基础材料，要实现机械本体的高性能、低惯量、较高的谐振频率和适当的阻尼性能，从而对机械系统的结构形式、制造材料、零件形状等方面都相应提出了特定的要求。机械结构是机电液一体化系统的机体。机械的各组成要素均以机体为骨架进行合理布局。要求系统整体布局合理，使液压管路、接头、控制线束尽可能地减少，使用、操作方便，造型美观。3

7、.2动力部分按照系统控制要求，为系统提供能量和动力使得系统正常运行。用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出，是机电液一体化产品的显著特征之一。驱动部分在控制信息作用下，提供动力，驱动各执行机构完成各种动作和功能。机电液一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对外部环境的适应性和可靠性。由于电子与液压技术的高速发展，高性能电子液压比例驱动和电子液压伺服已大量应用于工程机械系统。3.3检测部分检测部分功能主要是对系统运行中所需要